1. Топырақ бөгеттерінің жақтаулары мен типін таңдау.

Бөгеттің жақтауы мен типін және оны салу әдістерін таңдау жобалаудағы ең жауапты сұрақтар қатарына жатады. Олардың дұрыс шешілуі құрылыстың мерзімі мен құнына, сондай-ақ су торабының ғимараттарын пайдалану сенімділігіне әсерін тигізеді.

Бөгеттің жақтауын топографиялық, геологиялық, гидрогеологиялық, құрылыс ауданының климаттық жағдайы туралы мәліметтер негізінде техника-экономикалық салыстырулар арқылы таңдайды.

Жақтауды таңдағанда ескерілетін жағдайлар[11]:

-жақтау маңында бөгет салу үшін жеткілікті мөлшерде жергілікті топырақтар және пайдалы қазындылардың материалдарын пайдалану мүмкіндіктерінің болуы;

-жақтауда барлық тұрақты және уақытша ғимараттарды тиімді топтастыру мүмкіндігі;

-бөгет денесіне құрылыс кезеңінде өзен арнасын жоғарыдан бөгейтін бөгет салу мүмкіндігі;

-бөгет денесі мен негізінің қабысуын дайындау жағдайлары;

-жақтау арқылы құрылыс өтімділіктерін және басқа да жобаланып жатқан су торабына қойылатын арнайы талаптарды өткізу жағдайлары;

-құрылыс ауданы мен жергілікті өндірістік базаларға келетін жолдардың болуы;

-бөгет жақтаулары мен оның жалдарына келетін жол салу мүмкіндігі;

-карьерлерден топырақ алу, оны құрылыс орнына тасымалдау және бөгет денесіне салу жұмыстарының жағдайлары.

Бөгет типін таңдау карьерге жақын жерлерде қажетті материалдардың болуы және пайдалы қазбалардан оларды барынша мол пайдалануға байланысты. Бір тектес топырақ бөгеттерін салу үшін саздарды пайдаланған жөн. Егер саздар болмаған жағдайда бөгетті су өткізгіш топырақтардан (құмдар, құмшауыттар, құмды-қиыршықты топырақтар және басқалар) салуға болады. Бұл жағдайда ядро, экран немесе диафрагма сияқты сүзілуге қарсы элементтерді қарастыру керек. Су өткізгіш негіздер өте қалың болғанда, бөгеттерге экран және понур қойылады.

Климаттық жағдайы қолайсыз болғанда (атмосфералық жауын мөлшерінің көптігі, ұзақ аязды кезең) топырақ бөгеттерін байланыссыз топырақтардан салған дұрыс.

Сонымен, негізі тастан болмаған жағдайда біртектес топырақтан бөгетке ядролы немесе топырақ экранды бөгеттерге мән беру керек.

Негізі тас, шың болғанда тасты-топырақты және тасты-шашпалы бөгеттер салуға меңзейді. Бұл жағдайда сазды топырақтан жасалған сүзілуге қарсы элементтердің көлемі аз болуы керек.

Жақтаудың орналасу орнын анықтағанда, алдымен жуық шамамен бөгет жалының белгісін табады.

Z_жал = ТІД+1=678.1+1=679.1 м.

Жалдың белгісі бойынша өзен жағалауының екі жағының өздеріне сәйкес горизонталдарын табамыз. Осы горизонталдардың арасынан ең тар учаскені тауып, сол жерге бөгеттің жақтауын орнатамыз.

Алдын ала бөгеттің биіктігін формула арқылы анықтаймыз:

Н_бөгет=Z_жалпы – Z_е.е=679.1 – 667.0=12.1м.

Бөгеттегі биіктігі бойынша жіктеуге болады:

Егер Н_бөгет<15-аласа, Н_бөгет=15 – 20 м - орташа, Н_бөгет>50 м - биік.

Лекция №5 Топырақ бөгетінің көлденең қимасын құрастыру және түрлері

1-сұрақ. Топырақ бөгетінің беткейлерінің кескіні

Бөгеттің көлденең қимасы трапециялы болуы керек және өлшемдер ғимараттың кез келген жұмыс жағдайында бөгет денесі мен оның негізінің орнықтылығын қамтамасыз етуі тиіс.

Қиманың негізгі элементтеріне жататындар: бөгет денесі, жағалаулары мен бекітулері, жоғарғы және төменгі беткейлер, қабыстырғыш элементтері мен табаны , керіздік және сүзілуге қарсы қондырғылар.

Биік бөгеттер үшін олардың көлемін азайту мақсатында беткейлердің кескінін сынықты қондырғы – берма салу ұсынылады. Ол биіктік бойынша 10-15 м сайын ені 2-3 м беткейлердегі жазықтық алаң. Аласа бөгеттер үшін Н_бөг<15 м беткейлер кескінін тіксызықты қабылдайды. Жоғарғы беткейдің сумен тұрақты түрде қанығып тұруын байланысты төменгіге қарағанда жайпақ етіп салады.

Сурет 5.1. Топырақ бөгетінің көлденең қимасының конструкциясы:

1 – бөгет денесі, 2 –жоғары беткей, 3 –беткейлерді бекіту, 4 –бөгет жалы, 5,7 –төменгі беткей, 6 –берма, 8 –кәріздік қондырғы, 9 –топырақ бөгетінің табаны.

Бөгет беткейлерін әртүрлі факторлардың әсерінен қорғау үшін бекітулер мен жабындар жасалады.

Судың әсері (Н) мен жүзбе денелердің әсерінде болатын жоғарғы беткейлерде ең көп бекітулер қарастырылған. Бекітулердің типі мен конструкциялары құрылыс материалдарына, механикалық құралдарға (СНиП 2.06.05-84 ) (12, 136-137 бет) сәйкес белгіленеді. Бекіту материалдары тасты, темірбетонды (монолитті, құрастырмалы), бетонды, асфальтбетонды, биологиялық және тағы сол сияқты болуы мүмкін. Курстық тапсырмаларда бекіту типі беріледі. Студенттер конструкциясын тауып, есептеулер жүргізуі тиіс.

Жоғарғы беткейдің бекіту қалыңдығын биіктікке айнымалы қылып жасайды. Бекітудің максималді қалыңдығын толқын әсер ететін аймақта және белгілерден төмен жасайды. Онан әрі жалына дейін жеңіл бекітцлер қойылады. Негізгі бекітудің төменгі шекарасы ӨКД-ден төмен осы деңгей жағдайына сәйкес. Толқынның екі есе биіктігіне тең тереңдікке белгіленеді. (14,186 бет, 5, 114 бет).

Желдің, жаңбыр және еріген қар суларының әсерінен қорғану үшін төменгі беткейде майда тастан немесе қиыршық тастан жасалған қалыңдығы 0.2 м жеңіл жабындар жасайды. Тегіс шым төсеп немесе шөп егіп, өсімдікті топырақтар төсейді.

2-сұрақ. Бөгет жалын құрастыру, оның өлшемдері және топырақ бөгетінің белгісі

Топырақ материалдарынан бөгет жобалаудағы негізгі сұрақтардың бірі – орнықты, әрі экономикалық тиімді қимасын анықтау. Көлденең қиманың өлшемі бөгеттің типіне, оның биіктігіне, негіз денесінің топырағының сипатына, сондай-ақ құрылыс және пайдалану жағдайына байланысты.

Бөгеттің жалын салу жұмыстарын жүргізуді, оны пайдалану жағдайына байланысты құрастырады. Жалдың енін жолдың категориясына байланысты, бірақ 4.5 м-ден аз қылмай қабылдайды. (СНиП 2.06.05-84, 15,106, 107 бет).

(сурет 2.3).

Кесте 5.1.

Автомобиль жолдарының көлденең қималарының негізгі параметрлері.

Жолдар категориясы	Ені, м.
	Жүретін бөлігі (А)	Жол жағалауы (Б)	Төселген топырақ
II	7.5	3.75	15
III	7.0	2.5	12
IV	6.0	2.0	10
V	4.5	1.75	8

Cурет 5.2. Бөгет жалын құрастыру.

а) жақтаусыз; б) жақтаумен;

1 – жүру бөлігі; 2 – жал жиегі, 3 – баған белгілері; 4 – жақтау; 5- беткейді бекіту.

3-сұрақ. Бөгет биіктігін анықтау

Бөгет биіктігін су қоймасының есептік су деңгейінен жоғары – жалдан асып, судың тасуы болмайтындай етіп белгілейді.

d= h+h_н+a; (5.1.)

мұнда h – желдің суды қуу биіктігі,

h_н – бөгет беткейіне жел толқындарының серпілу биіктігі,

a – конструктивтік артық алу (0.5 м)

0.1*h_1%

h_1% – 1% ықтималдықтағы толқын биіктігі.

Есептеу екі жағдай үшін жүргізіледі; су деңгейі ӘІД-де және ТІД-де болғанда:

Судың желмен көтерілген биіктігін анықтау:

h=Kв ; (5.2.)

мұнда К_в – жел жылдамдығына байлансыты коэффициент;

W₁₀ – су деңгейінен 10 жоғары биіктіктегі желдің жылдамдығы, м/с.

W₁₀=W*1.25

W, м/с	20	30	40	50
Кв	2.1*10-6	3*10-6	3.9*10-6	4.8*10-6

D – жел толқынының серпілу ұзындығы, м.

g – еркін құлау үдемелілігі, м/с²

H₁ – су қоймасындағы шартты есептік су тереңдігі:

H₁=Z_әід-Z_д.т

- су айдынының ұзына бойы осімен басым соғатын желдің бағыты, градус.

-H шамасымен салыстырғанда өте аз болғандықтан нөлге тең деп аламыз.

Беткейге соғатын жел толқынының серпілу биіктігі:

h= ; (5.3.)

К_ш – жоғары беткейдің жамылғы типіне байланысты коэффициент (жылтыр бет үшін К_ш=1.0, кедір-бұдырлар үшін К_ш=0,55);

m₁=жоғары беткейдің салыну коэффициенті; h_в – 0.0208*W^5/4*D^1/3 – толқын биіктігі; - толқын ұзындығы.

Есептік деңгейден жалдың биіктік жоғарылығын және бөгет биіктігін анықтаймыз:

Z_жал=Z_әід+d; Z_бөг=Z_жал – Z_д.т – есептік биіктік

4-сұрақ. Сүзілуге қарсы элементтер, бөгеттің негізімен, жағалауларымен қабысуы, кәріздік қондырғы

Сүзілуге қарсы элементтердің типі және конструкциясы бөгеттің қабылданған типіне, бөгет денесі мен негізінің топырақ сипаттамасына, СНиП 2.06.05.84 [12,130-131бет. 13, 218бет] сәйкес нұсқалардың техника-экономикалық салыстыруларына байланысты белгіленеді.

Курстық жобалаудың тапсырмаларына бөгеттің типі беріледі. Сондықтан студенттерге сүзілуге қарсы элементтердің конструкциясы мен өлшемдерін ғана анықтау қажет.

1. Ядролы топырақты бөгет – ядроны бөгет жалының астына, жоғары беткейге жақын орналастырған жөн. (сурет 2.5.)

Ядроның қалыңдығын жоғарысы және төмені бойынша қабылдаймыз:

t_қату – құрылыс ауданына байланысты топырақтың қату тереңдігі.

Сурет 5.3. Ядролы топырақты бөгет.

2. Экранды топырақты бөгет. Экран жоғарғы беткейдің ұзына бойы қойылады. Ол қату тереңдігінен кем емес қалыңдықта құмды-қиыршық тасты материалдармен жабылады. (сурет 2.6.).

Сурет 5.4. Экранды топырақты бөгет.

Экранның қалыңдығын жоғарысы және төмені бойынша қабылдаймыз:

3. Экранды және понурлы топырақты бөгет. Негіздің су өткізгіш қабаты өте қалың болғанда салынады. Понур экранның жалғасы болғандықтан, сол экран жасалған материалдан жасалады.

Понурдың ұзындығы: L_п = (3 - 5) H₁ (сурет2.7.).

Сурет 5.5. Экранды және понурлы топырақты бөгет.

Экранды жоғарысынан 1...2 м қорғаушы қабатпен жабады. Бөгеттің табаны бұзылмаған негізгі топырақта орналасады. Сол үшін топырақтың жоғарғы бос, жыртылған қабаты алынып, сыртқа әкетіледі. Егер негіз су өткізгіш және су тірек 2-3 м тереңдікте жатса, онда бөгеттің негізбен қабысуы су тірекке 0.5-0.75 м тереңдетілген саздақтан немесе жұмсақ саздан жасалған тіс арқылы жүзеге асады. Су өткізгіш қабаттың тереңдігі T=4...5 м болғанда, тереңдігі 1...1.5 м тіс салынады. Ол су тірекке түсірілген шпунтпен бітеді. Су тірек терең жатқанда аспалы шпунтты тіс немесе понур қарастырылады. [12,131...132бет].

Бөгеттің жағалаулармен қабысуы қысқа шығынқылы, ені жазықтық түрінде жасалады.

Бөгет денесінің негізбен және жағалаулармен қабысу конструкциясы 2.8 суретте келтірілген.

Бөгет денесінен сүзіліп өткен суды қауіп-қатерсіз әкету үшін, сондай –ақ депрессия қисығын төмендету үшін төменгі беткейде кәріз қойылады. Кәріздің типі мен конструкциясы бөгеттің типіне, құрылыс материалының түріне, төменгі бьефтің су деңгейіне байланысты СНиП 2.06.05-84 [12,132...136бет,14, 172-173бет] сәйкес таңдалады.

Материал құрамын таңдау СНиП 2.06.05-84 [13,128...129бет, 14,133-135бет] сәйкес жүргізіледі.

Сурет 5.6. Бөгет денесінің жағалаулармен қабысуы.

1 – бөгет денесі; 2 – жазықтықтың қабысуы.

Кәріз салуға ұсыныстар.

Тас материалдар жеткілікті болған жағдайда төменгі беткейдің орнықтылығын арттыру үшін кәріздік призма жасау ұсынылады. Кәріздік қондырғы екі бөліктен тұрады. (сурет 2.9):

қабылдағыш – кері сүзгі түрінде, бір немесе бірнеше қабаттан және әкетуші – су қашыртқы және су әкетуші элементтер түрінде.

Сурет 5.7. Кәріздік призма.

1 – топырақтық бөгеттің денесі; 2 – кері фильтр; 3 -әкетуші бөлік.

Кәріздің негізгі түрлерінің нобайы 2.10 суретте келтірілген.

Кері сүзгі кәріз призмасының ішкі жағынан және оның негізіне салынады. Кері сүзгінің қабаттарының қалыңдығы 0.25...0.3 м болып жасалады. Керіздің биіктігі

h_к=Z_гр.д-Z_д.т ; (5.4.)

Z_гр.д=Z_пувнб+a; (5.5.)

а = 0.5…1.0 – төменгі бьефтегі ең жоғары су деңгейінен кәріздік призманың төбесінің артықтығы; m₃=1.1...1.25 – ішкі беткейдің салыну коэффициенті; m₄=1.25 – 1.5 – керіздің сыртқы беткейінің салыну коэффициенті; в_д - 1...4 м – призманың жоғарғы ені. Көлікті өткізу қажеттілігіне байланысты қабылданады.

Құрылыс ауданында тас материалдары жеткіліксіз немесе қымбат болғанда шығын мейілінше аз жұмсалатын [12,134...136 бет, 15,119,117-120 бет] кәріздің басқа типі қолданылады.